Принцип на Паскал: хидравлично умножаване на сила
1 · Предскажи
Хидравличен подемник има малко входно бутало и много по-голямо изходно бутало, свързани от запечатан флуид. Ако натиснеш малкото бутало, защо голямото бутало повдига много по-тежък товар?
- Изходната сила е равна на входната независимо от размерите на буталата.
- Изходната сила е по-малка, защото флуидът поглъща част от натиска.
- Изходната сила се умножава пропорционално на това колко по-голяма е площта на изходното бутало.
2 · Постановка
- Отвори настройката паскалов флуид и натисни Нулирай. Две свързани бутала с различни площи споделят запечатан, несжимаем флуид.
- Включи показанията за входно/изходно налягане и сила.
- Задай площта на входното бутало, площта на изходното бутало и входната сила за всеки опит и запиши показанието за изходна сила.
3 · Събери данни
| Площ на входното бутало A₁ (m²) | Площ на изходното бутало A₂ (m²) | Входна сила F₁ (N) | Изходна сила F₂ (N) |
|---|---|---|---|
| 1.00e-3 | 0.01 | 50.00 | |
| 2.00e-3 | 0.02 | 80.00 | |
| 1.00e-3 | 0.05 | 20.00 |
Чертай изходната сила F₂ (ос y) спрямо отношението на площите A₂/A₁ (ос x) за трите си опита.
4 · Анализирай
- За един опит изчисли F₂ = F₁ · (A₂/A₁) и сравни с показанието.
- Принципът на Паскал казва, че налягане, приложено към затворен флуид, се предава еднакво навсякъде. Ползвай P = F/A и за двете бутала, за да обясниш защо F₂/F₁ трябва да е равно на A₂/A₁.
5 · Надгради
- Хидравличният крикове за коли ползва малко бутало с ръчна помпа, за да повдигне цяла кола. С данните си обясни приблизително колко пъти по-голяма трябва да е площта на изходното бутало на крика спрямо входното, спрямо силата, която можеш да приложиш на ръка, и теглото на колата.
- Ако изходното бутало повдига товар с 10× входната сила, колко далече се движи изходното бутало спрямо колко далече натискаш входното? (Съвет: помисли за запазване на обема на флуида.)